缓存技术：原理、策略与应用

缓存技术：原理、策略与应用1. 缓存概述什么是缓存：定义与作用缓存的优势：提高访问速度、降低数据库/服务器压力、提升系统吞吐量缓存的挑战：缓存一致性、缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩2. 缓存原理与策略缓存命中与未命中缓存淘汰策略：LRU (Least Recently Used)：最近最少使用LFU (Least Frequently Used)：最不经常使用FIFO (First In First Out)：先进先出Random：随机淘汰缓存更新策略：Cache Aside：旁路缓存Read Through：读穿Write Through：写穿Write Back：写回3. 缓存的层级与应用浏览器缓存：HTTP 缓存头 (Cache-Control, Expires, ETag, Last-Modified)CDN (内容分发网络)：原理与加速效果DNS 缓存数据库缓存：查询缓存、结果集缓存应用层缓存：本地缓存：Guava Cache, Caffeine分布式缓存：Redis, Memcached操作系统缓存4. 主流分布式缓存系统Redis：特点：支持多种数据结构、持久化、高可用 (Sentinel, Cluster)适用场景：排行榜、计数器、会话管理、消息队列Memcached：特点：简单、高性能、纯内存缓存适用场景：纯键值对缓存、数据量大但对持久化要求不高的场景选型考量：数据结构、持久化、高可用、社区支持、运维成本5. 缓存常见问题与解决方案缓存穿透：布隆过滤器、缓存空对象缓存击穿：互斥锁、热点数据永不过期缓存雪崩：随机过期时间、多级缓存、熔断降级缓存一致性：双写一致性、消息队列通知6. 总结与展望缓存技术在高性能系统中的关键作用未来发展趋势：智能化缓存、边缘缓存学习资源与进阶建议